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.2008年3月24日;180(6):1261-75.
doi:10.1083/jcb.200709019。 Epub 2008年3月17日。

半乳糖凝集素-3和酪氨酸磷酸化小窝蛋白-1对局灶粘附动力学的协同调节

附属公司

半乳糖凝集素-3和酪氨酸磷酸化小窝蛋白-1对局灶性粘附动力学的协同调节

杰基·戈茨等人。 J细胞生物学. .

摘要

酪氨酸磷酸化小窝蛋白-1(pY14Cav1)和GlcNAc-转移酶V(Mgat5)均与局灶性粘连(FAs)相关;然而,它们在这种情况下的功能是未知的。在这里,我们表明,与Mgat5修饰的N-聚糖结合的半乳糖凝集素-3与pY14Cav1一起起作用,以稳定FA内的黏着斑激酶(FAK),从而促进FA的分解和周转。Mgat5/半乳糖凝集素晶格的表达单独诱导FA和细胞扩散。然而,FA中FAK的稳定也需要pY14Cav1的表达。在缺乏Mgat5/半乳糖凝集素晶格的细胞中,pY14Cav1不足以促进FAK稳定、FA分解和周转。在人类MDA-435癌细胞中,Cav1的表达,而不是突变体Y14FCav1的表达,稳定了FAK的交换,并刺激了前突细胞区域中新的FA的形成。因此,半乳糖凝集素晶格和pY14Cav1之间的跨膜串扰通过稳定FA内的FAK来促进FA的转换,FAK定义了半乳糖凝素-3和pY14 Cav1在肿瘤细胞迁移中以前未知的相互依赖的作用。

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图1。
图1。
Mgat5中FAK的酪氨酸磷酸化和Cav1的表达不足−/−细胞。(A) 镁5+/+,镁5−/−和Rescue细胞被免疫荧光标记为Hoechst(蓝色)、Alexa568-卵磷脂(红色)和抗小病毒(绿色)抗体(顶部)或Hoechst(蓝色)和抗pFAK(Y397)(红色)抗体(底部)。棒材,20μm。(B) Mgat5细胞裂解物+/+,镁5−/−用Western blotting检测Rescue细胞的pFAK(Y397)、FAK和β-actin(top);Cav1、pY14Cav1和β-肌动蛋白(中间);或Gal-3和β-actin(底部)。(C) 。镁5+/+在无血清培养基中用1μg/ml Gal-3处理细胞48小时,并用Western blot检测细胞裂解液中的pY14Cav1、Cav1和β-actin。用密度测定法定量pY14Cav1条带相对于Cav1的强度(P<0.05,n个= 4). 分子质量标记(单位:kD)。
图2。
图2。
Mgat5 FA中FAK交换增加−/−细胞。(A) 镁5+/+,镁5−/−和转染FAK-GFP的Rescue细胞在对一个FA相关区域(ROI;红色方块)进行激光漂白之前进行成像。延时序列(以秒为单位)显示了光漂白(预浸)前、光漂白(漂白)后和回收(回收)期间的相应ROI。给出了Mgat5的FAK-GFP荧光随时间的定量+/+,镁5−/−以及FA(B)或非FA(C)ROI中的救援单元。回收率(方框)显示FAK-GFP流动分数的范围。*,P<0.05。棒材,20μm。
图3。
图3。
Mgat5的FAs中α5-整合素和paxillin的交换增加−/−细胞。(A) 现场Mgat5的代表性图像+/+,镁5−/−,以及转染α5-整合素-GFP的Rescue细胞。对Mgat5在FA(B)和非FA(C)ROI中漂白后的α5-整合素-GFP荧光恢复进行了定量研究+/+,镁5−/−和救援单元。(D) 对Mgat5的FA相关paxillin-GFP荧光恢复随时间的变化进行了量化+/+,镁5−/−和救援单元。方框中显示了回收率以及帕西林的回收半衰期(*,P<0.05)。
图4。
图4。
Mgat5/半乳糖凝集素晶格的表达调节FA中的FAK交换。管理层5+/+用FAK-GFP转染细胞,用β-乳糖(20 mM)和蔗糖(20 mC)(A)或Gal-3(1μg/ml)和苦马豆素(+SW,1μg/ml)(B)处理细胞,并对FA定位的FAK-GFP进行FRAP分析。显示了回收过程中FAK-GFP漂白区的百分比强度(±SEM)和回收率(方框)的量化(±SEM)。(C) 镁5+/+用20 mM乳糖、20 mM蔗糖或1μg/ml SW处理细胞,或用Gal-3、对照(CTL)或Cav1 siRNA转染细胞,然后用抗Gal-3单克隆抗体在4°C下进行表面标记,并用FACS进行分析。阳性细胞百分比显示(±SEM;n个= 4; *, P<0.01;**,P<0.001)。(D) 镁5+/+未转染或转染对照(CTL)siRNA或Gal-3 siRNA 2 d的细胞用Hoechst(蓝色)和小鼠抗Gal-3(绿色)抗体进行免疫荧光标记。Gal-3平均强度的量化显示为未经处理(白色)、CTL siRNA(灰色)和Gal-3 siRNA转染(黑色)Mgat5的条形图+/+单元格(n个= 3; ±扫描电镜;*,P<0.05)。(E) 镁5+/+细胞在2天内未转染或转染对照(CTL)siRNA或Gal-3 siRNA,进行裂解,并进行Gal-3、pY14Cav1、Cav1和β-actin表达的Western blot分析。(F) 显示了回收期间FAK-GFP漂白区的强度百分比(±SEM)和回收百分比(方框)(n个= 3; ±扫描电镜;*,P<0.05)。
图5。
图5。
Cav1酪氨酸14调节FAK交换。(A) 镁5+/+细胞在2天内未转染或转染对照(CTL)siRNA或Cav1 siRNA,并用Hoechst和抗Cav1抗体标记。Cav1平均强度相对于Alexa568-标记F-actin的卵磷脂(未描述)的量化如条形图所示(n个= 3; ±扫描电镜;*,P<0.05)。(B) 未转染和CTL和Cav1 siRNA转染Mgat5的细胞裂解物+/+对细胞进行Cav1和β-actin的Western blot分析。(C) 显示了Mgat5在回收期间FAK-GFP漂白区的百分比强度(±SEM)和回收率(方框)的量化+/+单独或FAK-GFP转染细胞以及CTL或Cav1 siRNA转染Mgat5+/+单元格(n个=3,±扫描电镜;*,P<0.05)。镁5+/+(D) 和Mgat5−/−(E) 用FAK-GFP和Cav1-mRFP或Cav1Y14F-mRFP共同转染细胞,并进行FAK-GFP的FRAP分析。显示了回收过程中FAK-GFP漂白区的强度百分比(±SEM)和回收百分比的定量(方框)(±SEM;*,P<0.05)。(F) 未转化Mgat5的迁移+/+和对照组,Gal-3和Cav1 siRNA转染Mgat5+/+细胞在FN底物(10μg/ml)上的无血清培养基中24小时后通过伤口愈合试验进行测定(n个= 3; ±扫描电镜;*,P<0.05)。
图6。
图6。
FA交换的调节需要Mgat5/Gal-3晶格和Cav1。(A) 来自Mgat5的细胞裂解物的蛋白质量相等+/+,镁5−/−电子稳定控制系统,和ESC Rescue细胞用L-PHA-HRP或Gal-3、Cav1、β-肌动蛋白和HRP偶联的二级抗体印迹。(B) 镁5+/+,镁5−/−、救援、Mgat5−/−电子稳定控制系统用抗Gal-3单克隆抗体在4℃下表面标记ESC-Rescue细胞以及转染对照(CTL)或Gal-3 siRNA的ESC-Rescuse细胞,并用FACS进行分析。阳性细胞百分比显示(±SEM;n个= 4; *, P<0.001)。(C) Mgat5细胞裂解物+/+,管理层5−/−、救援、Mgat5−/−电子稳定控制系统用Western blotting检测ESC-Rescue细胞的pFAK(Y397)、FAK、β-actin和HRP-结合二级抗体。(D) 镁5+/+,镁5−/−电子稳定控制系统和ESC-Rescue细胞在无血清条件下在纤维连接蛋白涂层的盖玻片(10μg/ml)上生长48 h,并用Alexa568-Phalloidin(红色)和paxillin抗体(绿色)染色。(E) 镁5+/+,镁5−/−、救援、Mgat5−/−电子稳定控制系统和ESC-Rescue细胞在无血清条件下在纤维连接蛋白涂层盖玻片(10μg/ml)上生长48 h,并用Alexa568-Phalloidin标记,测定细胞面积(±SEM;n个= 3; *, P<0.05;**,P<0.005)。(F) Mgat5迁移+/+(黑色),Mgat5−/−电子稳定控制系统(灰色)和ESC-Rescue细胞(白色)在FN底物(10μg/ml)上的无血清培养基中24小时后使用创伤愈合试验进行测定(±SEM;*,P<0.01)。对Mgat5进行FRAP分析+/+,镁5−/−电子稳定控制系统以及转染FAK-GFP(G)或paxillin-GFP(H)的ESC-Rescue细胞。回收率(方框)显示FAK-GFP(G)和paxillin-GFP(H)流动分数的范围。还显示了荧光恢复到paxillin-GFP渐近线的一半时间(方框)(H)(*,P<0.05)。
图7。
图7。
pY14Cav1调节Mgat5表达细胞中的FAK交换。对Mgat5进行FRAP分析−/−电子稳定控制系统如图所示,转染FAK-GFP和Cav1-mRFP或Cav1Y14F-mRFP(A)或Cav1-m RFP、Cav1Y14R-mRFP和Cave1Y14D-mRFP的ESC-Rescue细胞,并用PP2处理(或不处理)1小时。(C) 用20 mM乳糖、20 mM蔗糖或1μg/ml SW处理ESC-Rescue细胞,或用Gal-3、对照(CTL)或Cav1 siRNA转染48 h,然后用FAK-GFP转染(顶部)或用FAK-GFP和Cav1-mRFP共同转染(底部)。然后对FA中的FAK-GFP进行FRAP分析。显示了回收过程中FAK-GFP漂白区的强度百分比(±SEM)和回收率百分比的量化(方框)(n个= 3; ±扫描电镜;*,P<0.05;**,P<0.01)。(D) Mgat5迁移+/+,镁5−/−电子稳定控制系统和未经处理(黑条)或感染Cav1表达腺病毒(白条)的ESC-Rescue细胞在FN底物(10μg/ml)上的无血清培养基中24小时后使用创伤愈合试验进行测定。图像显示Cav1腺病毒感染细胞的迁移。(E) 镁5+/+,镁5−/−电子稳定控制系统,ESC-Rescue细胞被单独转染FAK-GFP(左)或FAK-GFP-和Cav1-mRFP(右),并且每隔30秒对FAK-GFP成像30分钟(参见视频1-3,可在http://www.jcb.org/cgi/content/full/jcb.200709019/DC1). FAK-GFP图像在时间0(红色)和30分钟(绿色)的叠加显示分解(红色)、稳定(黄色)和新形成(绿色)FA。
图8。
图8。
pY14Cav1调节MDA-435人乳腺癌细胞中的FAK交换。(A) 转染载体控制(pcDNA)、myc标记的Cav1-mRFP或Cav1Y14F-mRFP的MDA-435细胞用Cav1、pY14Cav1抗体、myc表位标签和β-actin抗体进行Western blot。(B) FAK-GFP转染MDA-435细胞或FAK-GFP-Cav1-mRFP或Cav1Y14F-mRFP联合转染MDA 435细胞进行FAK-GFP的FRAP分析。延时序列(以秒为单位)显示了光漂白(预漂白)之前、光漂白(漂白)之后以及恢复(恢复)过程中的相应ROI(以红色方框显示)。(C) 对于转染FAK-GFP的MDA-435细胞(仅转染FAK-GFP)或与FAK-GFP-和Cav1-mRFP或Cav1Y14F-mRFP共同转染的MDA-445细胞,显示了恢复期间FAK-GFP漂白区的百分比强度(±SEM)和恢复百分比(方框)(n个= 3; ±扫描电镜)。(D) 用FAK-GFP和Cav1-mRFP或CavY14F-mRFP共同转染MDA-435细胞,用PP2处理1h,并进行FAK-GFP的FRAP分析。显示了回收过程中FAK-GFP漂白区的强度百分比(±SEM)和回收率百分比的量化(方框)(n个= 3; ±扫描电镜;*,P<0.05)。棒材,20μm。
图9。
图9。
pY14Cav1调节MDA-435人乳腺癌细胞中FA的转换和细胞位移。(A) 用FAK-GFP单独或用Cav1-mRFP或CavY14F-mRFP转染MDA-435细胞,每隔30秒成像一次,持续30分钟。显示时间0、6、12、18、24和30分钟的典型图像(参见视频1-3,可在http://www.jcb.org/cgi/content/full/jcb.200709019/DC1). (B) FAK-GFP图像在时间0(红色)和30分钟(绿色)的叠加显示FA随时间的位移(顶部),细胞轮廓显示细胞随时间的移动(底部)。突出区域用绿色箭头表示,收缩区域用红色箭头表示。(C) 在30分钟采集间隔期间,将稳定、分解和新形成的FA量化为总FA的百分比。(D) 在采集的30分钟间隔内,收缩和伸出的细胞面积以及30分钟时的总细胞面积被归一化为时间0时的细胞面积,并显示为百分比(平均值±SEM;n个= 4; *, P<0.05;**,仅相对于FAK-GFP P<0.01)。棒材,20μm。
图10。
图10。
Gal-3和Cav1协同工作以生成FA内域。(A) Mgat5中−/−缺乏Mgat5/半乳糖凝集素晶格的细胞,FAs缺乏,FAK主要是细胞溶质。(B) 依赖Gal-3的整合素聚集促进整合素活化以及配体诱导的整合蛋白活化(Lagana等人,2006年)。在无血清条件下,Mgat5/半乳糖凝集素晶格的单独表达可以诱导FAs的形成和细胞扩散(即ESC-Rescue细胞),但不能在FA域中稳定FAK。(C) pY14Cav1的表达导致有序膜结构域的形成(Gaus等人,2006),这导致整合素、FAK和paxillin以及其他FA成分在FA内的稳定。Src依赖性FAK磷酸化及其与FA的稳定关联导致局部分解和转换(Hamadi等人,2005),pY14Cav1促进FA分解,如Cav1转染MDA-435细胞中观察到的那样(图9)。然而,Gal-3/pY14Cav1介导的FA中FAK的稳定不足以诱导FA分解(图7)。结构域组织如何在FA中发生仍然是推测性的,整合素和FAK在FA内液相有序结构域中的浓度是假设性的。事实上,pY14Cav1与FA关联的时间和空间性质仍有待确定。

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引用人

工具书类

    1. Ahmad,N.、H.J.Gabius、S.Andre、H.Kaltner、S.Sabesan、R.Roy、B.Liu、F.Macaluso和C.F.Brewer。2004年。半乳糖凝集素-3与合成多价碳水化合物沉淀为五聚体,形成异质交联复合物。生物学杂志。化学。279:10841–10847.-公共医学
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